Känner du till staplade vias och offset vias i HDI-kretskort?

I kretskort förbättrar mikrovia inte bara utrymmesutnyttjandet utan fungerar också som en av nyckelprocesserna för att förbättra kretskortstäthet och prestanda. De har blivit ett viktigt alternativ för tillverkning av högfrekventa kretskort med hög densitet. Den här artikeln kommer att fördjupa sig i staplade mikrovia- (Stacked Via) och offset-mikrovia- (Offset Via) tekniker i kretskort. Med utgångspunkt i Shenzhen SprintPCB :s praktiska erfarenhet kommer den här artikeln att hjälpa dig att bättre förstå tillämpningen och fördelarna med dessa tekniker inom högprecisions- och högpresterande kretskort.

Staplade vias

Stacked Via hänvisar till processen att uppnå elektrisk anslutning mellan olika lager i PCB-design genom att stapla flera hållager på samma plats.

Viktiga fördelar med staplade vias

Platsbesparande : Den staplade mikrovia-designen gör att flera elektriska anslutningar kan koncentreras till ett enda område, vilket minskar antalet vias på kortet och sparar utrymme. Detta är särskilt viktigt för kretskort med hög densitet och miniatyriserade kretskort, vilket effektivt ökar kretskortens routingstäthet och uppfyller de krävande utrymmeskraven för moderna elektroniska produkter.

Ökad produktionstäthet för flerskiktskort : Staplade mikrovias koncentrerar flera genomgående hål på en enda plats, vilket gör att fler signalspår kan arrangeras inom samma område, vilket ökar produktionstätheten för flerskikts-PCB. För komplexa kretskort som kräver ett stort antal anslutningspunkter är den staplade mikrovia-designen en effektiv lösning.

Stödjer höghastighetssignalöverföring : Den staplade mikrovia-designen minskar signalvägslängden och ökar därmed signalöverföringshastigheten. Detta är särskilt viktigt för högfrekventa kretskort, vilket effektivt minskar fördröjningar och distorsion i signalöverföringen och säkerställer kortet tillförlitlighet och prestanda.

Optimering av elektrisk prestanda : Den staplade mikrovia-designen gör elektriska anslutningar över flera lager mer kompakta, vilket minskar överhörning och ömsesidig störning mellan signalspår och därigenom optimerar den elektriska prestandan. För högfrekventa och höghastighetstillämpningar ger staplade mikrovia bättre impedanskontroll och minskar signalförlust.

Förbättrad tillverkningsflexibilitet : Staplade mikrovias kan utformas flexibelt mellan olika lager, och olika elektriska anslutningar kan uppnås genom olika staplingskombinationer, vilket ger konstruktörer mer flexibilitet och hjälper till att bättre möta olika kunders behov.

Offset-vias

Offset Via, även känd som staggered microvia eller stepped microvia, avser ett flerskikts-PCB där microvias mellan intilliggande lager inte är helt staplade vertikalt på samma axel, utan är förskjutna i ett stegvis sätt, vilket bildar en "stegvis" eller "stegvis staplad" struktur.

Viktiga fördelar med offset-vias

Minskad bearbetningsrisk : Jämfört med staplade mikrovior, som kräver flera mycket exakta staplingsjusteringar och plätering, använder förskjutna mikrovior en stegvis lager-för-lager-anslutning, vilket undviker riskerna för hålförskjutning och dålig plätering som är förknippad med stapling på högre nivåer. Detta möjliggör en mer kontrollerbar produktionsprocess.

Förbättrad avkastning : Under tillverkningen har förskjutna mikrovias kortare individuella viasegment, vilket gör plätering och fyllning av varje segment mindre utmanande och resulterar i ett högre totalt utbyte. Detta är särskilt viktigt för massproduktion, för att effektivt kontrollera kostnader och säkerställa batchkonsistens.

Relativt låg kostnad : Jämfört med högnivåstaplade mikrovias erbjuder förskjutna mikrovias en mer mogen processteknik och mindre stränga precisionskrav på utrustningen, vilket minskar tillverkningskostnaderna för enskilda kort. De är lämpliga för kostnadskänsliga produkter som fortfarande kräver högdensitetskablage.

Stark tillämpbarhet : Den förskjutna mikrovia-designen erbjuder flexibilitet och möjliggör optimal placering av stegvisa platser baserat på kretskrav och layout, vilket gör den lämplig för en mängd olika HDI-designer. Den används särskilt ofta i tunna och lätta produkter som smartphones, bärbara enheter och fordonselektronik.

Jämförelse: Staplade vias vs. offset vias

Staplade mikrovias strävar efter direkta vertikala anslutningar. Flera mikrovias staplas och justeras för att skapa en mer kompakt routingkanal inom ett vertikalt utrymme. Denna metod är lämplig för avancerade konstruktioner som kräver extremt kompakt utrymme och kortaste signalvägar.

Offset-mikrovias uppnår djupa anslutningar genom ett stegvis offset-mönster, där anslutningspunkterna förskjuts på olika nivåer. Detta är mer lämpligt för att balansera routingstäthet och tillverkningsbarhet, vilket minskar tillverkningskomplexiteten i samband med stapling.

Tillförlitlighet och tillverkningsbarhet

Staplade vias kräver högprecisionsjustering och flera elektropläterings- och fyllningssteg. Otillräcklig justering eller fyllning mellan lagren kan resultera i kortslutningar i interna vias eller dåliga lödfogar mellan lagren. Därför är tillverkningsprocessen och inspektionskraven extremt höga.

Varje anslutningssteg i en offset-via är relativt enkelt. Efter partiell presspassning borras nästa hål för att ansluta. Nästa hål placeras i en offset-position. Detta möjliggör större tolerans för uppriktning mellan lagren, förbättrad processstabilitet och högre utbyte.

Kostnadsjämförelse

Staplade vias kräver flera borrnings-, pläterings-, fyllnings- och uppriktningssteg, vilket resulterar i en lång bearbetningscykel och relativt högre tillverkningskostnader. Offset-mikrohålsprocessen är relativt mogen, med något lägre beroende av laserborrutrustning och mer hanterbara totalkostnader, vilket gör den lämplig för massproduktion och kostnadskänsliga projekt.

Tillämpliga scenarier

Shenzhen SprintPCBs tillverkningsstyrkor

När det gäller produktionskapacitet har Shenzhen SprintPCB introducerat flera högprecisionsborrmaskiner, LDI-exponeringsutrustning och automatiserade lamineringsproduktionslinjer för att säkerställa hög konsistens och tillförlitlighet i mikrovia-borrning, hålfyllning, galvanisering och lamineringsprocesser. Med tanke på högfrekventa, högdensitets- och högkvalitativa PCB-beställningar kan Shenzhen SprintPCB stabilt uppnå:

• Mikroviadiametrar så små som 0,15 mm, med lager-till-lager-justeringsprecision inom 1 mil;

• Massproduktion av hybrida staplade + offset via-strukturer för 6-lagers-, 8-lagers-, 12-lagers+ design;

• Strikt impedanskontroll och dielektriska uppbyggnader med låg förlust för höghastighetssignalöverföring;

• Flexibel leverans för både prototyper och små till medelstora volymer, inklusive snabbare leveranstid.

Oavsett om du behöver komplexa flerskiktskort eller höghastighetskonstruktioner med strikt signalintegritet, innebär valet av SprintPCB att du väljer precisionstillverkning, pålitlig kvalitet och konkurrenskraftig leveranseffektivitet.